带式运输机两级闭式齿轮传动装置设计毕业论文 .doc
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1、天津职业技术师范大学机械设计课程设计 设计题目带式运输机两级闭式齿轮传动装置设计汽车与交通学院(系) 汽服1301 班 设计者 马相斌 指导老师 王亚明 /杨斌 目 录第一章 设计任务书11.1.设计题目11.2.设计要求11.3.原始数据1第二章 电动机的选择12.1.选择电动机的类型12.2.选择电动机的容量22.3.确定电动机的转速2第三章 传动装置运动及动力参数计算33.1.分配传动比33.2.运动和动力参数计算3第四章 传动装置设计4.1.齿轮设计6第五章 轴的设计及计算145.1.中间轴的结构设计145.2.高速轴的结构设计155.3.低速轴的结构设计175.4.轴的校核19第六章
2、 滚动轴承的选择和计算21第七章 键连接的选择和计算22第八章 减速箱体结构及其附件的设计22 8.1.减速箱体结构的具体参数和尺寸228.2.减速箱附件及其结构设计23第九章 心得体会24参考文献25第一章 设计任务书1.1、设计题目带式运输机两级闭式齿轮传动装置设计1.2、设计要求(1)设计用于带式运输机的传动装置。(2)连续单向运转,载荷较平稳,空载起动,运输带允许误差为5%。(3)使用期限为10年,小批量生产,两班制工作。1.3、原始数据运输机工作轴转矩T/(Nm)800850900950800850900800850900运输带工作速度v/(m/s)1.21.251.31.351.4
3、1.451.21.31.551.4运输带滚筒直径D/mm360370380390400410360370380390选择第5组数据运输机工作轴转矩:800 Nm运输带工作速度:1.4 m/s运输带滚筒直径:400mm第二章 电动机的选择2.1选择电动机的类型 按时间要求选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机,电压为380V。2.2选择电动机的容量电动机所需工作功率为 工作机所需功率为 滚动轴承效率(一对),闭式齿轮传动效率,传动滚筒效率,联轴器效率, 代入式(1-3)得 滚筒轴工作转速: ; 所需工作机功率:=800*66.88/9550=5.6kw 所需电动机功率:=/=5.6/0.90
4、3=6.02kw 因载荷平稳,电动机额定功率略大于即可,由机械设计综合课程设计第六章Y系列电动机技术数据,选电动机的额定功率为=7.5kw。2.3 确定电动机的转速二级圆柱齿轮减速器的传动比为,工作机转速:故电动机转速的可选范围为符合这一范围的同步转速有720/970/1440r/min。3000r/min。由机械设计综合课程设计第六章相关资料查得的电动机数据及计算出的总传动比列于表1-1表1-1 额定功率为7.5kw时电动机选择对总体方案影响方案电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)1Y160L-87.5720Y132M-57.59702Y132M-47.51440 又因为当工作机
5、转速要求一定时,电动机转速高将使传动比加大,则传动系统中的传动件数,整体体积将相对较大,这可能导致传动系统造价增加,造成整体成本增加,所以选定电动机型号为Y160L-8。第三章 传动装置运动及动力参数计算3.1分配传动比1. 总传动比 =720/66.88=10.4652.分配传动装置各级传动比 两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比则低速级的传动比联轴器的传动比为 注意:以上传动比的分配只是初步的。传动装置的实际总传动比必须在各级传动零件的参数,如带轮直径、齿轮齿数等确定以后才能计算出来。一般,总传动比的实际值与设计要求值得允许误差为3%5%。3.2 运动和动力参数计算0轴(电动机轴): 1轴(高
6、速轴):2轴(中间轴): 3轴(低速轴): 4轴(滚筒轴): 13轴的输出功率或输出转矩分别为各轴的输入功率或输入转矩乘轴承效率0.99。运动和动力参数的计算结果列于表3-1。表3-1 各轴运动和动力参数轴名功率P/kw转矩T/()转速n(r/min)传动比i效率输入输出输入输出电机轴6.79457201轴6.526.458685.67200.962轴6.266.203183151883.830.963轴6.015.9583782868.612.740.964轴5.895.8382081268.6110.98传动装置设计4.1齿轮设计4.1.1.高速级齿轮传动的设计1.选定齿轮类型、精度等级、
7、材料及齿数(1)按传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动,精度等级为8级(2)初选螺旋角为(3)材料选择 由附表8-1选择大、小齿轮材料为40Cr,并经过调质及表面淬火,齿面硬度为HRC 4855(4)对于闭式硬齿面齿轮,初选小齿轮齿数,大齿轮齿数为 取2.按齿面接触强度设计由设计计算公式(8-17)进行齿轮尺寸的初步确定,即(1) 确定式(8-17)内的各计算数值 载荷系数,初选 小齿轮传递的转矩 齿宽系数 非对称布置,由表8-4选取 应力循环次数为 接触疲劳寿命系数由附图8-6得, 接触疲劳强度极限由附图8-7(i)按齿面硬度HRC=50,根据MQ延长线查得小齿轮和大齿轮 接触疲劳许用应力由表8-4
8、,取安全系数,则取许用接触疲劳强度为计算许用应力(2)试算,则 3.修正计算(1)计算高速轴齿轮圆周速度v,则(2)计算高速轴齿轮的圆周力,则 (3)计算载荷系数K 根据,参考附表8-12,选择8级精度(GB10095-88),高选一个精度等级,完全可以满足工作要求。由附表8-2,查得使用系数。由附图8-1查得动载荷系数,根据,并由附表8-3,对经表面硬化的斜齿8级精度齿轮,查得齿间载荷分配系数,并由附表8-4,按硬齿面,装配时不做检验调整,8级精度公式计算,则齿向载荷分布系数为故一般情况下,取(4)按实际的载荷系数校正小齿轮直径,则(5)计算高速轴的斜齿轮的模数,则故取4.按齿轮弯曲疲劳强度
9、计算确定上式中各计算参数(1)当量参数为 (2)复合齿形系数根据附图8-4,按当量齿数查得两个齿轮的复合齿形系数为,(3)应力循环次数(与接触疲劳强度的循环次数相同)为 (4)弯曲疲劳寿命系数 查附图8-5,得,(5)弯曲疲劳强度极限 由附图8-8(e)按材料表面淬火MQ线和齿面硬度查得(6)弯曲疲劳许用应力 由表8-4,按一般可靠性取安全系数,则因此,有即小齿轮的弯矩疲劳强度较弱,所以计算时应将小齿轮的代入进行计算。(7)根据载荷系数K(按弯曲疲劳强度计算时),则根据,,查附图8-2,得,故(8)计算模数,则 对比后按接触疲劳强度的计算结果,取高速级齿轮的模数为5.几何尺寸计算(1)法向模数
10、(2)齿数,(3)中心距为取中心距为155mm。(4)修正螺旋角为(5)计算分度圆直径,则(6)齿宽为 圆整后取,(7)计算圆周速度,则根据附表8-12,选择8级精度,高选了一级。4.2.2 低速级齿轮传动的设计1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)按传动方案选用直齿圆柱齿轮传动(2)材料选择 由附表8-1选择小齿轮材料为40Cr调质,硬度为241289HBS,取270HBS。大齿轮材料为45号钢调质,硬度为217255HBS,取240HBS,大小齿轮硬度差为30HBS。由于是低速级,速度不高,参考附表8-12,选择齿轮精度为9级。(3)对于闭式软齿面齿轮,齿数可以选择较多些,故选小齿轮
11、齿数,大齿轮齿数为取2.按齿面接触强度设计由设计计算公式(8-7)进行齿轮尺寸的初步确定,即(2) 确定式(8-17)内的各计算数值 载荷系数,初选 小齿轮传递的转矩 齿宽系数 由表8-3选取 低速级齿轮的应力循环次数为 接触疲劳寿命系数由附图8-6得, 接触疲劳强度极限由附图8-7(f),分别按合金钢(40Cr)MQ线和碳钢MQ的延长线及齿面硬度得, , 接触疲劳许用应力由表8-4,取安全系数,则取许用接触疲劳强度为计算许用应力(2)试算,则 3.修正计算(1)计算低速轴齿轮圆周速度v,则(2)计算低速轴齿轮的圆周力,则 (3)计算载荷系数K 根据,参考附表8-12,选择9级精度(GB100
12、95-88)合适。由附表8-2,查得使用系数。由附图8-1查得动载荷系数,根据,并由附表8-3,对未经表面硬化的直齿9级精度齿轮,查得齿间载荷分配系数,并由附表8-4,选择软齿面及装配时不做检验调整,可按8级精度公式计算,然后放大10%来考虑9级精度的齿向载荷分布系数,则齿向载荷分布系数为故(4)按实际的载荷系数校正小齿轮直径,则(5)计算高速轴的斜齿轮的模数,则根据附表8-8,确定低速轴的齿轮传动模数为4低速轴齿轮的几何尺寸计算(1)分度圆直径为(2)中心距为(3)齿宽为 圆整后,取,。高速级与低速级齿轮所涉及的参数如表4-2所示表4-2 计算齿轮所涉及的主要参数高速级低速级小齿轮大齿轮小齿
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